銀河系中央黑洞或能推動新型恆星誕生
據國外媒體報導,就像大多數大型星系一樣,銀河係也靠位於中心的超大質量黑洞所維繫。該黑洞名叫人馬座A*,不斷將恆星、塵埃和其它物質吸入其中,在銀河系中央形成了一處“恆星大都會”,密度高達其它區域的10億倍。
圖為天文學家發現的、圍繞銀河系中央黑洞旋轉的六個奇特天體的概念圖(依次叫做G1、G2……G6)。它們的公轉週期從100年到1000年不等,在靠近黑洞時形狀會拉長。
黑洞附近的恆星有時不得不為了爭奪空間而相互競爭。而一項新研究顯示,這種競爭有時會演變成一場古怪而暴力的“婚姻”。
在1月15日發表在《自然》期刊上的一篇文章中,天文學家描述了六個圍繞銀河系中央黑洞旋轉的神秘天體。該研究作者指出,這些異常天體(依次叫做G1、G2……G6)看上去像是一團團橢圓形的氣體,質量應為地球的幾倍。但它們的行為卻像小型恆星一樣,能夠從黑洞極近處擦肩而過、卻不會被撕成碎片。
這些奇異的天體究竟只是氣體、還是恆星呢?該研究作者指出,可能兩者皆而有之。根據它們的形狀、軌道、以及與黑洞之間的相互作用,研究人員提出,每個G天體可能曾經是一對雙星系統(即兩顆圍繞彼此旋轉的恆星),但在若干年前受黑洞引力的影響而相撞,至今仍在向外噴吐撞擊產生的氣體和塵埃。
“黑洞也許能促使雙星系統中的兩顆恆星發生合併。”該研究的共同作者、加州大學洛杉磯分校天體物理學教授安德麗亞·蓋茲(Andrea Ghez)指出,“我們觀察到的許多令人困惑的恆星也許都是這種合併事件的產物。”
在虛空中漫遊
最初兩個G天體分別在2005年和2012年被天文學家發現。由於這兩個天體圍繞人馬座A*黑洞轉動的軌道極為相似,一些天文學家認為它們可能是某顆死去恆星剝離出的氣體,或是一圈圍繞黑洞轉動的氣體環上打的“結”。
但在2014年,天文學家發現了另一個重要線索:G2到黑洞事件視界的距離居然一度只有幾百天文單位(1天文單位為地球到太陽的平均距離)。天文學家猜測,如果G2只是一團氣體雲的話,很快就被被黑洞的巨大引力撕扯成碎片。但這團天體仍然完好無缺,只是稍有變形而已。
“在靠近黑洞的這段時間裡,G2的表現一直很奇怪,”蓋茲指出,“它在遠離黑洞時看上去很溫和無害,但在靠近黑洞時卻變成了一副張牙舞爪的樣子。 ”
在這次近距離接觸後的幾年間,隨著G2逐漸遠離黑洞,形狀又變得規整緊湊起來。這些都說明,這團天體內部一定存在某種強大的引力、將其緊緊維繫在一起,說明它可能是某種恆星。
更多同類天體
為驗證這種假說,研究作者們花了數年時間,利用夏威夷凱克天文台對銀河系中央展開密切觀測,尋找更多同類天體。該團隊成功找到了四個符合條件的新天體。它們圍繞人馬座A*旋轉的軌道大相徑庭,但都具有與G1和G2相似的特徵。這些新發現的天體大多數時候看起來都像是緻密緊湊的氣體雲,但當它們到達軌道上的近黑洞點時(其公轉週期從100年到1000年不等),都會像G2一樣,變得長而扭曲。
由於每個天體的軌道都截然不同,認為“這些團狀天體可能是圍繞黑洞的氣體環上打的結”的理論自然就站不住腳了。研究作者們指出,最可能的解釋是,這些天體是雙星系統的兩顆恆星在黑洞引力影響下相撞的產物。這種合併方式會產生劇烈的爆炸,向宇宙中噴出大量氣體和紅外輻射。
而觀察到的這些G天體的數量也符合科學家預測的、雙星系統在銀河系中央所佔的比例。此外,由於恆星需要約100萬年才能真正融合到一起,這些天體很可能是在500萬年前人馬座A*黑洞附近的最後一次恆星形成中誕生的。
雖然這些解釋看上去很說得通,但研究人員還無法下定論,還需要找到和研究更多似乎受黑洞影響而相撞的雙星系統。此次研究作者們表示,他們已經找到了幾位“候選人”,將繼續開展觀測。(葉子)